无线电硬件电路的设计与调试

无线电硬件电路的设计与调试

刘英

太原卫星发射中心

摘要：与前面两次一样，作为通讯的“第3次”革命，软件无线电技术的产生也给通讯带来了巨大的冲击，使通讯的通讯更加便利。软件无线电技术主要是使用一个通用的、开放的硬件平台，通过程序设计，来完成不同的工作，从而达到一种装置的多用途的目的，这样就可以大大地提升通讯装置的使用，从而提升通讯的效能。文章着重对无线电的硬件线路的设计和调整作了一定的分析和讨论。

关键词：无线电；硬件电路；调试

引言

硬件线路是电路工作的根本，适当的硬件线路设计和正确的调试，能极大地提高电路工作的通畅性，最大限度地减轻电路工作负荷，确保电路工作的稳定性。由此可以看出，在无线通信系统中，无线通信系统的硬件电路的开发和调试对其正常工作有着举足轻重的影响。下面就是具体的无线电的硬件电路的设计和调试作了说明。

1无线电路的设计

1.1系统框架结构

而在此背景下，利用计算机的优势，对广播系统的各个功能进行了设计和开发。与常规的无线通讯技术不同，它仅仅是以硬件为基础，通过灵活多变的程序设计来完成多种功能。但是，要想达到这些目的，硬件平台是不可或缺的，所以，我们必须要建立一个开放的、通用的硬件平台，再之后，我们才可以为这个硬件平台进行软件程序的开发，来实现我们所要做的工作，比如：调制解调类型、加密模式、通信协议等，从而推动通信设备的一机多用。毫无疑问，软件无线电技术将会让这种新型的无线电通讯装置可以在各种环境下，满足各种不同的通讯要求，从而大大地提升了装置的使用效率，让通讯变得更加有效。在设计与之配套的硬件时，要特别留意几个关键点。

1.2主控与接口单元设计

在无线通信系统中，主控制器和界面模块的设计是一个关键环节，它直接关系到整个通信系统的正常工作，以及整个通信系统的正常工作。嵌入式的系统设计被用于这种新型无线电通信系统的主控单元中，服务模式的加载与调度是通过CPU来完成的，并且还能给予VGA视频输出、USB、音频红外线等。在必须要安装一台高性能CPU之外，FPGA芯片也是不可或缺的一部分。在主控单元上，利用FPGA芯片，能够完成单元的调制解调、数据与业务界面的扩展，除此之外，还能够对与CPU之间的业务进行协同。在网络开始时，系统会自动处于一种工作方式，当转换到其它工作方式时，目前方式所占用的系统资源会全部被解放出来，供应即将被加载的其它工作方式。以达到对硬件资源的完全的使用，使不同工作方式的操作更快速。

1.3调制解调单元设计

新型的通讯系统需要具备解码、调制、解调等多种功能，而 FPGA则可以通过 A/D、 D/A等方式实现两种不同的信号转换。FPGA芯片包含了布线资源、底层可编程硬件单元、 Ram资源、 IO单元等，与 DSP和软件编程相比，FPGA芯片具有频率高、规模大、可编程性强、更为灵活等优势，并且在数据流水和并行处理方面更具有优势，适合用于对实现性和频率要求较高的系统中，因此，FPGA芯片在新型无线通信系统的调制解调单元中具有更强的优势。

1.4中频单元设计

其功能是对模拟信号进行谱转换，对模拟信号进行调制，从而将基带信号转化为对天线的传输信号进行处理。其中，发送装置和接收装置均属中间频率装置，本文将分别以发送装置和接收装置作实例，对其进行详细的分析。

发送装置的电路组件包括了：基带差分放大、本振选择开关、锁相环、衰减放大网络等，这些组件的工作可以完成对动态电平的调节。接收部分是与发送部分相反的部分。

2无线电硬件电路的调试

在对无线电硬件电路进行调试的时候，各类仪器仪器都是不可或缺的，在调试中，最常见的仪器有计算机、直流稳压电源、示波器等，通过这些仪器，可以完成对于数值信息的具体测量与监视等，是实现调试的有力工具。而设计人员不仅要会运用多种工具，还要会校准和调整的基础技巧。

除此之外，在进行测试之前还要对线路板进行检测，看看线路板有没有出现管脚短路等情况，如果出现问题就要进行修正。对射频硬件线路的测试，是指在通电之前，对最基本的工作部件和其它部分的工作部件和供电部分的工作部件进行的。接通后，先对供电设备进行测试，确定了输入的电压正确无误后，才开始测试各部分的功能。通常情况下，在完成控制单元和调制解调单元的调试之后，接着进行中频单元的调试。另外，在对无线通信系统的硬件线路进行测试时，也会使用到其它的方式，以下将作详细的说明。

2.1参数初始化

在进行电路的调试的时候，最重要的就是进行变频器参数的初始化。通过选择和数据总线等方式，利用具备读写能力的寄存器，来便于对硬件电路进行内部控制。在初始化阶段，对某些关键的参数，将固定比率进行了确定，并可以伴随着硬件调试的进行，来进行调试。

2.2流程调试

通过对射频硬件的流式测试，能够有效地改善射频硬件的信号控制和对其进行处理的效率。流程调试中的信号有一个比较好的优点就是具有可编程性，在一定的时刻，依照有关的程序和流程图，运行和调试相应的硬件电路，在对串行接收的处理过程中，采用了一种基于帧间的同步算法来判断是否出现了故障。

2.3解调操作

对于无线电硬件电路，采用2FSK的方式进行的解调工作，先在接收端进行取样，采用循环图法，对解调工作进行规范，保证工作方式的合理性和适用性。在对硬件电路进行的解调中，可以获得很多的有关的信息，从而可以对无线电的硬件电路系统所处于的状况，进行有效的分析，并可以对其进行后续的调整等。

2.4信号捕捉

无线硬件线路的信号采集和调整的方式，主要有：当无线硬件线路处在等待的时候，根据有关规定，进行信号采集和调整，采集到的数据通过数据的处理，确定整个无线硬件线路的稳定性。在采集和调整的过程中，要求对射频的硬件线路上的讯号进行回圈FFT，并从射频中获取3个符号。

2.5帧同步

在进行帧间同步时，采用了采用连续的嵌入方式，以保证系统的硬件系统的同步性。要知道，在进行帧同步的调整之前，必须要确定无线电硬件线路和捕捉到了的信息，在确定之后，才能继续进行下一步的调整，在调整过程中，当数据超过12时，就说明了帧同步。

3无线通信系统的工作

在无线设备的硬件线路操作中，根据具体的条件和从效率的观点来看，将无线设备的复杂程度进行了合理的简化。通过硬件线路可以归纳出工作的信息和过程，实现无线电硬件线路的精细和自动化，从而可以提升无线电硬件线路的工作效率，规避某些可能的危险，并可以对无线电的通讯环境产生一定的影响，硬件线路的稳定可以保证无线通讯的可靠性，并可以进一步消除无线电系统中的某些具有干扰效应的危险，有利于建设安全、高效、稳定的无线电通讯环境。

4小结

软件无线电技术是一种新的通讯方式，和其它通讯技术类似，它也是建立在硬件电路之上的，一个顺畅、稳定的硬件线路可以在某种意义上推动无线电的顺利运转，并改善无线电的通讯环境。因此，无线电硬件电路的设计和调试既是十分关键，也是十分有需要的，本文从系统架构的观点出发，对新型无线通信系统的电路设计，从主控与接口单元设计、调制解调单元设计、中频单元设计等几个方面，提出了自己的观点，并对其进行了整理和探讨，以期可以给我们的无线电硬件电路的设计带来一定的帮助和借鉴。

参考文献

[1]高杰，基于WIFI的无线视频监控硬件电路设计[J].电子测试，2017(1)：22-23

[2]俞真，浅谈电子电路常见故障与处理方法[J].科学与信息化，2017(16)：129-130